[发明专利]低硫排放的硫磺回收工艺

摘要

本发明提供一种低硫排放的硫磺回收工艺，包括依次串接的燃烧炉､一级克劳斯反应器､二级克劳斯反应器，选择性加氢还原反应器､选择性氧化反应器和两台可串并联的吸附脱硫塔；通过对各催化剂、脱硫剂的适当选用、对各步骤工艺条件的精确控制，使工艺排放气总硫折为SO₂≤10mg/m³。脱硫剂穿透后用250-300℃惰性气进行原位热再生，再生出口气回到燃烧炉，燃烧炉后的冷凝器，一级克劳斯反应器后的冷凝器，二级克劳斯反应器后的冷凝器，选择性加氢还原反应器后的冷凝器，或者选择性氧化反应器之后的冷凝器，将再生气中的单质硫和H₂S、SO₂等硫化物进行回收，脱硫塔再生期间排空尾气总硫折为SO₂≤10mg/m³｡本发明的低硫排放硫磺回收工艺，具有低硫排放，脱硫剂长期运转，脱硫量大，更换次数少，费用低等优点。

主权项

一种低硫排放的硫磺回收工艺，包括依次串接的燃烧炉、一级克劳斯反应器、二级克劳斯反应器，选择性加氢还原反应器、选择性氧化反应器和两台可串并联的吸附脱硫塔；其中，一级克劳斯反应器上部装填Fe₂O₃/Al₂O₃脱氧保护型硫磺回收催化剂，下部装填TiO₂硫磺回收催化剂；所述脱氧保护型硫磺回收催化剂除了具有较好的克劳斯反应活性，还将过程气中的O₂通过与H₂S反应生成单质硫而除掉；所述TiO₂硫磺回收催化剂除了具有较好的克劳斯反应活性，还将过程气中的COS、CS₂、硫醇、硫醚等有机硫全部转化为单质硫或H₂S；二级克劳斯反应器装填硫磺回收催化剂，在略低的温度条件下，使克劳斯反应达到较好的深度，所述硫磺回收催化剂为Fe₂O₃/Al₂O₃脱氧保护型硫磺回收催化剂、TiO₂硫磺回收催化剂、TiO₂/Al₂O₃硫磺回收催化剂以及普通的Al₂O₃硫磺回收催化剂中的一种或两种；该二级克劳斯反应器出口过程气中H₂S的体积含量≤1.0％，SO₂的体积含量≤0.60％；选择性加氢还原反应器装填SO₂选择性还原催化剂，利用燃烧炉中生成的H₂将SO₂全部还原，主要产物为单质硫，副产物为H₂S；该选择性加氢还原反应器出口过程气中H₂的体积含量0.5‑1.5％，H₂S的体积含量≤1.1％；选择性氧化反应器装填H₂S选择性氧化催化剂，利用该反应器入口前通过引入空气补入的O₂将绝大部分H₂S选择性氧化为单质硫，副产物为极少量SO₂；该选择性氧化反应器出口过程气中H₂S的体积含量≤0.10％，且为SO₂体积含量的三倍以上；吸附脱硫塔装填可热再生的催化氧化吸附脱硫剂，在10‑50℃条件下将过程气所含微量单质硫吸附，将所含极少量的SO₂与所含H₂S转化为单质硫并吸附，将残余的H₂S氧化为单质硫并吸附；所述催化氧化吸附脱硫剂的脱硫精度折为SO₂≤10mg/m³，以脱硫塔整体计，在该脱硫精度时的硫容≥100g硫/1000g脱硫剂；热再生时用200‑300℃惰性气吹扫，硫磺蒸发去除后催化氧化吸附脱硫性能基本恢复，在保证脱硫精度折为SO₂≤10mg/m³的条件下，经多次热再生达到初次硫容3‑5倍以上的总脱硫量；所述硫磺回收工艺包括如下步骤:1)含有H₂S的酸性气与空气混合后进入燃烧炉进行燃烧，燃烧炉的温度控制在1150‑1350℃，燃烧后产生的过程气进入废热锅炉后冷却到340‑350℃，过程气从废热锅炉出口进入第一冷凝冷却器冷却到140‑160℃，在燃烧炉中生成的单质硫冷凝后与过程气分离进入液体硫磺槽；2)从第一冷凝器顶部出来的过程气加热到240‑270℃，进入一级克劳斯反应器继续进行克劳斯反应，出口过程气进入第二冷凝器冷却到140‑160℃，使生成的单质硫与过程气分离后进入液体硫磺槽；3)从第二冷凝器顶部出来的过程气加热到210‑230℃后进入二级克劳斯反应器进行克劳斯反应进一步生成单质硫，出口过程气进入第三冷凝器冷却到140‑160℃，使生成的单质硫与过程气分离后进入液体硫磺槽；4)从第三冷凝器顶部出来的过程气加热到200‑210℃，进入选择性还原反应器，SO₂选择性还原为单质硫，从选择性还原反应器出来的过程气进入第四冷凝器冷却到140‑160℃，生成的单质硫与过程气分离后进入液体硫磺槽；5)从第四冷凝器顶部出来的过程气预热到180‑210℃后进入选择性氧化反应器，补入适量空气，H₂S选择性氧化为单质硫，适当控制空气补入量和床层温度，使出口气中的残余H₂S含量为副产SO₂的三倍以上，从选择性氧化反应器出来的过程气进入第五冷凝器冷却到140‑160℃，生成的单质硫与过程气分离后进入液体硫磺槽，过程气再经第六冷凝器冷却至10‑50℃，使大部分的水、剩余单质硫冷凝除去；6)从第六冷凝器顶部出来的过程气进入吸附脱硫塔，所装填的催化氧化吸附脱硫剂在10‑50℃将SO₂和H₂S反应转化为单质硫，将残余的H₂S氧化为单质硫，必要时可补入适量空气，生成的单质硫沉积于脱硫剂的内孔中，吸附脱硫塔出口过程气总硫折为SO₂≤10mg/m³，从吸附脱硫塔出来的过程气经烟囱排空；7)当吸附脱硫塔出口过程气总硫折为SO₂快要超过10mg/m³时，该吸附脱硫塔切出，用250‑300℃惰性气进行原位热再生，热再生完成后，降温至80℃以下备用，或不经降温立即切入进行脱硫；再生出口气回到燃烧炉，燃烧炉后的冷凝器，一级克劳斯反应器后的冷凝器，二级克劳斯反应器后的冷凝器，选择性加氢还原反应器后的冷凝器，或者选择性氧化反应器之后的冷凝器，将再生气中的单质硫和H₂S、SO₂等硫化物进行回收，脱硫塔再生期间排空尾气总硫折为SO₂≤10mg/m³。